Tipos de soldagem
Contenido
Se distinguen los siguientes procesos de soldadura basados en el principio del arco eléctrico:.
Soldagem por arco metálico blindado (SMAW)
A soldagem se distingue por ser SMAW (de Soldagem por arco metálico blindado) ou MMA (de Soldagem por arco metálico manual).
A característica mais importante da soldagem com eletrodo revestido é que o arco elétrico é produzido entre a peça e um eletrodo metálico revestido. O revestimento protege o interior do eletrodo até a fusão. Com o calor do arco, a extremidade do eletrodo derrete e o revestimento é queimado, de modo que se obtém a atmosfera adequada para a transferência do metal fundido do núcleo do eletrodo para a poça fundida no material base.
Estas gotas de metal fundido caem cobertas com escória fundida proveniente da fusão do revestimento do arco. A escória flutua na superfície e forma uma camada protetora do metal fundido acima do cordão de solda.
Como os próprios eletrodos fornecem o fluxo do metal fundido, será necessário substituí-los quando estiverem desgastados. Os eletrodos são compostos de duas peças: o núcleo e o revestimento.
O núcleo ou haste é um fio (diâmetro original 5,5 mm). Após a obtenção do material, o fabricante o decapa mecanicamente (para eliminar a ferrugem e aumentar a pureza) e depois trefila para reduzir seu diâmetro.
O revestimento é produzido através da combinação de uma grande variedade de elementos (minerais diversos, celulose, mármore, ligas, etc.) convenientemente selecionados e testados pelos fabricantes, que mantêm o processo, as quantidades e as dosagens em segredo absoluto.
A composição e classificação de cada tipo de eletrodo é regulamentada pela AWS (American Welding Society), órgão de referência mundial na área de soldagem.
Este tipo de soldagem pode ser realizada tanto em corrente contínua quanto em corrente alternada. Em corrente contínua o arco é mais estável e mais fácil de acender, e os respingos são pouco frequentes; No entanto, o método não é muito eficaz na soldagem de peças espessas. A corrente alternada possibilita o uso de eletrodos de maior diâmetro, de modo que o desempenho em maior escala também aumenta. Em qualquer caso, as intensidades de corrente variam entre 10 e 500 amperes.
O principal fator que torna este processo de soldagem um método tão útil é a sua simplicidade e, portanto, o seu baixo preço. Apesar da grande variedade de processos de soldagem disponíveis, a soldagem eletromagnética não foi expulsa do mercado. A simplicidade torna-o um procedimento prático; Tudo o que um soldador precisa para trabalhar é uma fonte de energia, cabos, um porta-eletrodo e eletrodos. O soldador não precisa estar próximo à fonte e não há necessidade de utilizar gases comprimidos como proteção. O procedimento é excelente para trabalhos de reparo, fabricação e construção. Além disso, a soldagem SMAW é muito versátil. O seu campo de aplicação é enorme: quase todos os trabalhos de soldadura em pequenas e médias oficinas são realizados com eléctrodo revestido; metal de quase qualquer espessura pode ser soldado e juntas de qualquer tipo podem ser feitas.
No entanto, o procedimento de soldagem eletromagnética não se presta à automação ou semiautomação; A sua aplicação é essencialmente manual. O comprimento dos eletrodos é relativamente curto: de 230 a 700 mm. Portanto, é um processo principalmente para soldagem em pequena escala. O soldador deve interromper o trabalho em intervalos regulares para trocar o eletrodo e deve limpar o ponto inicial antes de começar a usar um novo eletrodo. No entanto, mesmo com todo esse tempo de inatividade e preparação, um soldador eficiente pode ser muito produtivo.
Vantagens:.
Desvantagens:.
Características dos eletrodos.
Os eletrodos são classificados por um sistema combinado de números que os identificam e permitem selecionar o tipo de eletrodo mais adequado para um determinado trabalho.
E XX XX.
A combinação de números permite identificar:
para. O tipo de corrente a ser utilizada (corrente contínua “DC”/corrente alternada “AC”).
b. A posição de soldagem que pode ser executada (acima, vertical, horizontal).
c. Resistência à tração da soldagem.
O prefixo “E” significa “eletrodo para soldagem a arco elétrico”.
Os primeiros dois dígitos, de um total de quatro, indicam a resistência à tração, em milhares de libras por polegada quadrada.
O terceiro dígito indica.
- Todas as posições.
- Juntas em ângulo interno, em posição horizontal ou plana.
- Somente posição plana.
Os dois últimos dígitos juntos indicam a classe atual a ser utilizada e a classe de revestimento.
10 - C C (+) revestimento celulósico.
11 - C C (+) revestimento celulósico.
12 - Revestimento rutílico DC ou AC (-).
13 - C A ou C C (±), revestimento com pó de rutilo e ferro (aproximadamente 30%).
16 - C C (+) nível baixo, hidrogênio.
18 - Revestimento em pó de ferro e baixo hidrogênio DC ou AC (±).
20 - Revestimento de baixo hidrogênio DC ou AC (±) com pó de ferro (aproximadamente 25%).
24 - AC ou DC (±) com pó de rutilo e ferro (aproximadamente 50% deste último elemento).
Exemplo.
E – 6013.
Eletrodo, com resistência de 60.000 Lb por polegada quadrada, para todas as posições, para CC ou CA e possui revestimento de rutílio com pó de Fe.
Soldagem com eletrodo não consumível blindado (TIG)
A soldagem com eletrodo não consumível, também chamada de soldagem TIG (sigla para Tungsten Inert Gas), caracteriza-se pela utilização de um eletrodo permanente que normalmente é, como o nome indica, feito de tungstênio (tungstênio). Neste tipo de soldagem, um jato de gás é utilizado como meio de proteção para evitar a contaminação da junta. Tanto este como o processo de soldadura seguinte têm em comum a protecção do eléctrodo por meio do referido gás. A produção deste tipo de eletrodos é muito cara. Atualmente existem materiais que o substituem. Além de reduzir custos, possuem características térmicas que melhoram o processo.[2].
Este método de soldagem foi patenteado em 1920, mas só foi amplamente utilizado em 1940, devido ao seu custo e complexidade técnica.
Ao contrário da soldagem com eletrodo consumível, neste caso o metal que formará o cordão de solda deverá ser adicionado externamente, a menos que as peças a serem soldadas sejam especificamente finas e isso não seja necessário. O metal de adição deve ter composição igual ou semelhante ao metal base; Mesmo, em alguns casos, uma tira obtida das próprias chapas a serem soldadas pode ser utilizada satisfatoriamente como material de enchimento.
A injeção do gás na área de soldagem é feita através de um canal que chega diretamente à ponta do eletrodo, circundando-o. Devido à resistência a altas temperaturas do tungstênio, que derrete a 3410 °C, acompanhada de proteção contra gás, a ponta do eletrodo dificilmente se desgasta após uso prolongado. É aconselhável, porém, rever o acabamento pontiagudo, pois uma geometria inadequada prejudicaria muito a qualidade da solda. Em relação aos gases, os mais utilizados são o argônio, o hélio e misturas de ambos. O hélio, um gás nobre inerte (daí o nome soldagem com gás inerte), é mais utilizado nos Estados Unidos, pois é obtido economicamente em campos de gás natural. Este gás deixa um cordão de solda mais plano e raso que o argônio. Este último, mais utilizado na Europa devido ao seu baixo preço em relação ao hélio, deixa um cordão mais triangular que se infiltra na solda. Uma mistura de ambos os gases proporcionará um cordão de solda com características intermediárias.
A soldagem TIG funciona com correntes contínuas e alternadas. Em corrente contínua e polaridade direta, as intensidades de corrente são da ordem de 50 a 500 amperes. Com esta polarização consegue-se maior penetração e aumento da duração do eletrodo. Com a polarização reversa, a poça de fusão é maior, mas há menos penetração; As intensidades variam entre 5 e 60 A. A corrente alternada combina as vantagens das duas anteriores, mas por outro lado dá um arco pouco estável e difícil de iniciar.
A grande vantagem deste método de soldagem é, basicamente, obter-se mais resistente, mais dúctil e menos sensível aos cordões de corrosão do que em outros procedimentos, uma vez que o gás protetor impede o contato entre a atmosfera e a poça de fusão. Além disso, este gás simplifica significativamente a soldadura de metais não ferrosos, pois não requer a utilização de desoxidantes, com as deformações ou inclusões de escórias que isso pode acarretar. Outra vantagem da soldagem a arco com proteção a gás é que permite obter soldas limpas e uniformes devido à ausência de fumos e projeções; A mobilidade do gás que envolve o arco transparente permite ao soldador ver claramente o que está fazendo em todos os momentos, o que tem um impacto favorável na qualidade da solda. O cordão obtido apresenta portanto um bom acabamento superficial, que pode ser melhorado com simples operações de acabamento, o que tem um impacto favorável nos custos de produção. Além disso, a deformação que ocorre nas proximidades do cordão de solda é menor.
Soldagem com eletrodo consumível blindado (MIG/MAG)
Este método é semelhante ao anterior, exceto que nos dois tipos de soldagem que utilizam eletrodo consumível protegido, MIG (Metal Inert Gas) e MAG (Metal Active Gas), este eletrodo é o alimento para o cordão de soldagem. O arco elétrico é protegido, como no caso anterior, por um fluxo contínuo de gás que garante uma junta limpa e boa.[3].
Na soldagem MIG, como o nome sugere, o gás é inerte; Não participa de forma alguma na reação de soldagem. Sua função é proteger a área crítica da solda contra oxidação e impurezas externas. Os mesmos gases são normalmente usados como no caso de um eletrodo não consumível: argônio, menos frequentemente hélio e uma mistura de ambos.
Já na soldagem MAG, o gás utilizado participa ativamente da soldagem. Sua zona de influência pode ser oxidante ou redutora, sejam utilizados gases como dióxido de carbono ou argônio misturado com oxigênio. O problema do uso de CO na soldagem é que a junta resultante, devido ao oxigênio liberado, é muito porosa. Além disso, só pode ser utilizado para soldar aço, pelo que a sua utilização fica restrita àquelas ocasiões em que é necessário soldar grandes quantidades de material e em que a porosidade resultante não é um problema a ter em conta.
A utilização de métodos de soldagem MIG e MAG é cada vez mais comum no setor industrial. Atualmente, é um dos métodos mais utilizados na Europa Ocidental, nos Estados Unidos e no Japão na soldagem industrial. Isso se deve, entre outras coisas, à sua alta produtividade e facilidade de automação, que lhe valeram um lugar na indústria automotiva. A flexibilidade é a característica mais marcante do método MIG/MAG, pois permite soldar aços baixa liga, aços inoxidáveis, alumínio e cobre, em espessuras a partir de 0,5 mm e em todas as posições. A proteção gasosa garante um cordão de solda contínuo e uniforme, além de livre de impurezas e escórias. Além disso, a soldagem MIG/MAG é um método limpo e compatível com todas as medidas de proteção ambiental.
Pelo contrário, seu maior problema é a necessidade de fornecimento tanto de gás quanto de eletrodo, o que multiplica as possibilidades de falha do aparelho, além do lógico aumento no custo do processo.
A soldagem MIG/MAG é intrinsecamente mais produtiva que a soldagem MMA, onde a produtividade é perdida toda vez que há uma parada para substituição do eletrodo consumido. Perdas de material também ocorrem na soldagem MMA, quando a última parte do eletrodo é descartada. Para cada quilograma de eletrodo revestido adquirido, cerca de 65% faz parte do material depositado (o restante é descartado). A utilização de fios sólidos e fios fluxados aumentou esta eficiência para 80-95%. A soldagem MIG/MAG é um processo versátil, podendo depositar metal em alta velocidade e em todas as posições. O procedimento é amplamente utilizado em espessuras finas e médias, na fabricação de aço e estruturas de ligas de alumínio, principalmente onde é necessária uma grande porcentagem de trabalho manual. A introdução de fios tubulares encontra cada vez mais aplicação nas fortes espessuras que ocorrem em estruturas de aço pesadas.
Soldagem por arco submerso (SAW)
A soldagem por arco submerso (SAW Soldagem por arco submerso) é um processo de soldagem por arco. Originalmente desenvolvido pela Linde - Union Carbide Company"). Requer alimentação contínua de eletrodo consumível, sólido ou tubular (fluxo). A zona fundida e a zona de arco são protegidas da contaminação atmosférica ao serem "submersas" sob uma manta de fluxo granular composta por óxido de cálcio, dióxido de silício, óxido de manganês, fluoreto de cálcio e outros compostos. No estado líquido, o fluxo torna-se condutor, proporcionando um caminho de corrente entre o eletrodo e a peça. Essa espessa camada de fluxo cobre completamente o metal fundido, assim evitando respingos e faíscas, além de reduzir a intensa radiação ultravioleta e emissão de fumos, muito comuns na soldagem manual por arco metálico blindado (SMAW).[4].
A SAW pode ser operada nos modos automático e mecanizado, embora exista também a pistola semiautomática SAW (portátil) com emissão de fluxo de alimentação por pressão ou gravidade.
O processo é normalmente limitado a posições de soldagem plana ou horizontal (embora as soldas em posição horizontal sejam feitas com uma estrutura especial para depositar fluxo). As taxas de deposição se aproximam de 45 kg/h em comparação com aproximadamente 5 kg/h (máximo) para soldagem manual por arco de metal blindado (SMAW). Embora a faixa de intensidades normalmente utilizada vá de 300 a 2.000 A,[5] também são utilizadas correntes de até 5.000 A (arcos múltiplos).
Seja único ou múltiplo (2 a 5), existem variações do fio do eletrodo no processo. SAW usa um revestimento de eletrodo de fita plana (por exemplo, 60 mm de largura x 0,5 mm de espessura). Pode-se usar energia CC ou CA, embora combinações das duas sejam muito comuns em sistemas multieletrodos. As fontes de alimentação mais utilizadas são as de tensão constante, embora os sistemas de corrente possuam uma combinação de tensões constantes com um detector de tensão no cabo de alimentação.
O material de enchimento para a serra é geralmente um fio padrão, bem como outros formatos especiais. Este fio tem normalmente entre 1,6 mm e 6 mm de espessura. Em certas circunstâncias, um fio torcido pode ser usado para dar ao arco um movimento de balanço. Isso ajuda a derreter a ponta da solda ao metal base.[6].
Desvantagens: